Stanfordští vědci odhalují, že meandrující řeky existovaly dlouho předtím, než rostliny stabilizovaly své banky a zpochybňovaly centrální vyprávění v geologii.
Tým vědců ze Stanfordu zpochybňuje dlouhodobou myšlenku, že vznik rostlin pozemků asi před 500 miliony let dramaticky změnil způsob, jakým řeky vypadaly a chovaly.
Řeky obvykle spadají do dvou hlavních kategorií: spletené řeky, kde se kolem písečných tyčí a meandrujících řek, kde jeden kanál vyřezává zametací křivky přes krajinu, se proplétá několik mělkých kanálů. Po celá desetiletí geologové věřili, že předtím, než se rostliny vyvinuly, byly řeky většinou spleteny a že meandrující vzory se objevily pouze poté, co vegetace ukotvily břehy řeky a uvězněné sedimentem.
Nová zjištění, publikovaná v časopise Vědaargumentujte, že tento pohled špatně čte geologický záznam. Studie ukazuje, že i řeky bez vegetace mohou meandrovat a zanechat vklady, které se velmi podobají těm vytvořeným spletenými řekami. Na tomto rozlišení záleží, protože styl řeky ovlivňuje, jak dlouho sediment, uhlík a živiny zůstávají uloženy v nivách a utvářejí ekosystémy i klima nad historií Země.
„S naší studií se tlačíme zpět na široce přijímaný příběh o tom, jak vypadala krajina, když se na zemi poprvé vyvinul život rostlin,“ řekl hlavní autor Michael Hasson, student PhD v laboratoři Mathieu Lapôtre na Stanford Doerr School udržitelnosti. „Přepisujeme příběh propojeného vztahu mezi rostlinami a řekami, což je významná revize našeho chápání historie Země.“
Zablácené lužníky meandrujících řek-dynamické ekosystémy vytvořené po tisíce let přetečením řeky-patří mezi nejhojnější nezerová uhlíková nádrže planety. Hladiny uhlíku v atmosféře ve formě oxidu uhličitého působí jako termostat Země a regulují teplotu v obrovských časových místech. Přesné rozpočtování na uhlíkové mezipaměti vytvořené meandrujícími řekami by mohlo vědcům pomoci vytvořit komplexnější modely starověkého a budoucího klimatu Země.
„Záplavy hrají důležitou roli při určování toho, jak, kdy a zda je uhlík pohřben nebo propuštěn zpět do atmosféry,“ řekl Hasson. „Na základě této práce tvrdíme, že ukládání uhlíku v nivách by bylo běžné pro mnohem delší než klasické paradigma, které předpokládá, že meandrující řeky došlo pouze za posledních několik set milionů let.“
Kde řeka teče
Abychom zjistili dopad vegetace na vzorce kanálů říčních kanálů, zkoumali vědci satelitní snímky asi 4 500 ohybů ve 49 současných meandrujících řekách. Asi polovina řek byla odhalena a polovina byla hustě nebo částečně vegetovaná.
Vědci se naléhali na bodové bary – písečné formy, které se vyvíjejí na vnitřních ohybech meandrujících řek jako sedimenty toku vody. Na rozdíl od písečných tyčí, které se tvoří uprostřed splétaných řek, mají bodové tyče tendenci migrovat laterálně pryč od středů řek. Postupem času tato migrace přispívá k charakteristickým tvarům kanálů pro meandrující řeky.
Geologové, kteří si uvědomili, že tyto písčité bary se vytvářejí na různých místech založených na stylu řeky, po celá desetiletí měřili trajektorii barů ve skalním rekordu, aby odhalili starobylé stezky řeky. Skály, obvykle pískovců a bahenních kamenů, poskytují důkaz pro divergentní říční styly, protože každý ukládá různé druhy a množství sedimentu vytvářejícího horniny, což dává geologům stopy pro rekonstrukci dlouhodobých geometrií řeky. Pokud pískovcové kameny vykazovaly malou změnu úhlu migrace tyče, geologové interpretovali tyče jako pohybující se po proudu, a tak, že pletená řeka vytvořila ložiska.
Pomocí této techniky si geologové všimli, že řeky změnily způsob, jakým se chovaly v době, kdy se rostliny poprvé vyvinuly na Zemi. Toto pozorování vedlo k závěru, že rostliny půdy umožnily meandrující řeku, například zachycením sedimentu a stabilizací břehů řeky.
„V našem příspěvku ukazujeme, že tento závěr – který se dodnes vyučuje ve všech geologických učebních osnovách – je s největší pravděpodobností nesprávný,“ řekl Lapôtre, vedoucí autor a docent profesora Země a planetárních věd na Doerer School of Sustainability.
Při pohledu na moderní řeky s širokou škálou vegetačního krytu vědci ukázali, že rostliny důsledně mění směr migrace bodové sloupce. Konkrétně, při absenci vegetace mají bodové tyče tendenci migrovat po proudu-jako bary střední kanály v pletených řekách.
„Jinými slovy, ukážeme, že pokud by někdo měl použít stejné kritérium, které geologové používají ve starověkých horninách na moderních řekách, meandrující řeky by byly nesprávné jako spletené řeky,“ řekl Lapôtre.
Řeky v průběhu času
Zjištění nabízejí provokativní nové okno do minulých věd Země a na podporu konvenčního obrazu toho, jak řeky vytekla kontinenty. Pokud by byly záplavové lupy nabité uhlíkem skutečně stanoveny mnohem více o historii, možná budou muset vědci v průběhu času revidovat modely hlavních přírodních klimatických výkyvů, což má důsledky pro naše pochopení pokračující změny klimatu.
„Pochopení toho, jak naše planeta bude reagovat na člověka vyvolanou změnu klimatu, má za to, že přesná základní linie pro to, jak reagovala na minulé poruchy,“ řekl Hasson. „Rockový záznam stanoví tuto základní linii, ale je to užitečné pouze tehdy, když ji interpretujeme přesně.“
„Navrhujeme, aby důležitá kontrola na cyklování uhlíku – kde je ukládáno uhlík, a jak dlouho, kvůli typu řeky a tvorby niv – nebyla plně pochopena,“ řekl. „Naše studie nyní ukazuje na cestu k lepšímu hodnocení.“
Reference: „Vegetace mění trajektorii ohybů řeky“ od Michaela Hassona, Alvise Finotello, Alessandro Ielpi a Mathieu GA Lapôtre, 21. srpna 2025, Věda.
Doi: 10.1126/science.adv4939
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
